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java模式研究袖珍版之flyweight模式

　　flyweight定义:

　　避免大量拥有相同内容的小类的开销(如耗费内存),使大家共享一个类(元类).

　　为什么使用?

　　面向对象语言的原则就是一切都是对象,但是如果真正使用起来,有时对象数可能显得很庞大,比如,字处理软件,如果以每个文字都作为一个对象,几千个字,对象数就是几千,无疑耗费内存,那么我们还是要"求同存异",找出这些对象群的共同点,设计一个元类,封装可以被共享的类,另外,还有一些特性是取决于应用(context),是不可共享的,这也flyweight中两个重要概念内部状态intrinsic和外部状态extrinsic之分.


　　说白点,就是先捏一个的原始模型,然后随着不同场合和环境,再产生各具特征的具体模型,很显然,在这里需要产生不同的新对象,所以flyweight模式中常出现factory模式.flyweight的内部状态是用来共享的,flyweight factory负责维护一个flyweight pool(模式池)来存放内部状态的对象.

　　flyweight模式是一个提高程序效率和性能的模式,会大大加快程序的运行速度.应用场合很多:比如你要从一个数据库中读取一系列字符串,这些字符串中有许多是重复的,那么我们可以将这些字符串储存在flyweight池(pool)中.

　　如何使用?

　　我们先从flyweight抽象接口开始:

　　程序代码:
　

public interface flyweight { 　　public void operation( extrinsicstate state ); } //用于本模式的抽象数据类型(自行设计) public interface extrinsicstate { }

　　下面是接口的具体实现(concreteflyweight) ,并为内部状态增加内存空间, concreteflyweight必须是可共享的,它保存的任何状态都必须是内部(intrinsic),也就是说,concreteflyweight必须和它的应用环境场合无关.

　　程序代码:

　

public class concreteflyweight implements flyweight { 　　private intrinsicstate state; 　　 　　public void operation( extrinsicstate state ) 　　{ 　　　　　　//具体操作 　　} } 　　当然,并不是所有的flyweight具体实现子类都需要被共享的,所以还有另外一种不共享的concreteflyweight:

　　程序代码:

　

public class unsharedconcreteflyweight implements flyweight { 　　public void operation( extrinsicstate state ) { } }

　flyweight factory负责维护一个flyweight池(存放内部状态),当客户端请求一个共享flyweight时,这个factory首先搜索池中是否已经有可适用的,如果有,factory只是简单返回送出这个对象,否则,创建一个新的对象,加入到池中,再返回送出这个对象.池

　　程序代码:


　

public class flyweightfactory { 　　//flyweight pool 　　private hashtable flyweights = new hashtable(); 　　public flyweight getflyweight( object key ) { 　　　　flyweight flyweight = (flyweight) flyweights.get(key); 　　　　if( flyweight == null ) { 　　　　　　//产生新的concreteflyweight 　　　　　　flyweight = new concreteflyweight(); 　　　　　　flyweights.put( key, flyweight ); 　　　　} 　　　　return flyweight; 　　} }

　　至此,flyweight模式的基本框架已经就绪,我们看看如何调用:

　　程序代码:

　

flyweightfactory factory = new flyweightfactory(); flyweight fly1 = factory.getflyweight( "fred" ); flyweight fly2 = factory.getflyweight( "wilma" ); ......

　　从调用上看,好象是个纯粹的factory使用,但奥妙就在于factory的内部设计上.

　　flyweight模式在xml等数据源中应用

　　我们上面已经提到,当大量从数据源中读取字符串,其中肯定有重复的,那么我们使用flyweight模式可以提高效率,以唱片cd为例,在一个xml文件中,存放了多个cd的资料.

　　每个cd有三个字段:

　　1.出片日期(year)

　　2.歌唱者姓名等信息(artist)

　　3.唱片曲目 (title)

　　其中,歌唱者姓名有可能重复,也就是说,可能有同一个演唱者的多个不同时期 不同曲目的cd.我们将"歌唱者姓名"作为可共享的concreteflyweight.其他两个字段作为unsharedconcreteflyweight.

　　首先看看数据源xml文件的内容:

　　程序代码:

＜?xml version="1.0"?＞ ＜collection＞ 　＜cd＞ 　　＜title＞another green world＜/title＞ 　　＜year＞1978＜/year＞ 　　＜artist＞eno, brian＜/artist＞ 　＜/cd＞ 　＜cd＞ 　　＜title＞greatest hits＜/title＞ 　　＜year＞1950＜/year＞ 　　＜artist＞holiday, billie＜/artist＞ 　＜/cd＞ 　＜cd＞ 　　＜title＞taking tiger mountain (by strategy)＜/title＞ 　　＜year＞1977＜/year＞ 　　＜artist＞eno, brian＜/artist＞ 　＜/cd＞ 　....... ＜/collection＞

　　虽然上面举例cd只有3张,cd可看成是大量重复的小类,因为其中成分只有三个字段,而且有重复的(歌唱者姓名).

　　cd就是类似上面接口 flyweight:

　　程序代码:

　

public class cd { 　　private string title; 　　private int year; 　　private artist artist; 　　public string gettitle() {　　return title;　} 　　public int getyear() {　　　　return year;　　} 　　public artist getartist() {　　　　return artist;　　} 　　public void settitle(string t){　　　　title = t;} 　　public void setyear(int y){year = y;} 　　public void setartist(artist a){artist = a;} }

　　将"歌唱者姓名"作为可共享的concreteflyweight:

　　程序代码:

　

public class artist { 　　//内部状态 　　private string name; 　　// note that artist is immutable. 　　string getname(){return name;} 　　artist(string n){ 　　　　name = n; 　　} }

　　再看看flyweight factory,专门用来制造上面的可共享的concreteflyweight:artist

　　程序代码:

　

public class artistfactory { 　　hashtable pool = new hashtable(); 　　artist getartist(string key){ 　　　　artist result; 　　　　result = (artist)pool.get(key); 　　　　////产生新的artist 　　　　if(result == null) { 　　　　　　result = new artist(key); 　　　　　　pool.put(key,result); 　　　　　　 　　　　} 　　　 return result; 　 } }

　　当你有几千张甚至更多cd时,flyweight模式将节省更多空间,共享的flyweight越多,空间节省也就越大.

 

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